摘要：在這個(gè)等待通知機(jī)制中，我們需要考慮以下四個(gè)要素。何時(shí)等待線程要求的條件不滿足就等待。是會(huì)隨機(jī)地通知等待隊(duì)列中的一個(gè)線程，而會(huì)通知等待隊(duì)列中的所有線程。

由上一篇文章你應(yīng)該已經(jīng)知道，在 破壞占用且等待條件 的時(shí)候，如果轉(zhuǎn)出賬本和轉(zhuǎn)入賬本不滿足同時(shí)在文件架上這個(gè)條件，就用死循環(huán)的方式來(lái)循環(huán)等待，核心代碼如下：

// 一次性申請(qǐng)轉(zhuǎn)出賬戶和轉(zhuǎn)入賬戶，直到成功
while(!actr.apply(this, target))
  ；

如果 apply() 操作耗時(shí)非常短，而且并發(fā)沖突量也不大時(shí)，這個(gè)方案還挺不錯(cuò)的，因?yàn)檫@種場(chǎng)景下，循環(huán)上幾次或者幾十次就能一次性獲取轉(zhuǎn)出賬戶和轉(zhuǎn)入賬戶了。但是如果 apply() 操作耗時(shí)長(zhǎng)，或者并發(fā)沖突量大的時(shí)候，可能要循環(huán)上萬(wàn)次才能獲取到鎖，太消耗 CPU 了。

其實(shí)在這種場(chǎng)景下，最好的方案應(yīng)該是：如果線程要求的條件（轉(zhuǎn)出賬本和轉(zhuǎn)入賬本同在文件架上）不滿足，則線程阻塞自己，進(jìn)入等待狀態(tài)；當(dāng)線程要求的條件（轉(zhuǎn)出賬本和轉(zhuǎn)入賬本同在文件架上）滿足后, 通知等待的線程重新執(zhí)行。其中，使用線程阻塞的方式就能避免循環(huán)等待消耗 CPU 的問(wèn)題。

下面我們就來(lái)看看 Java 語(yǔ)言是如何支持 等待 - 通知機(jī)制

這里直接給出 等待 - 通知機(jī)制 的相關(guān)步驟：

線程首先獲取互斥鎖，當(dāng)線程要求的條件不滿足時(shí)，釋放互斥鎖，進(jìn)入等待狀態(tài)；當(dāng)要求的條件滿足時(shí)，通知其他等待的線程，重新獲取互斥鎖.

在 Java 語(yǔ)言里，等待 - 通知機(jī)制可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，比如 Java 語(yǔ)言內(nèi)置的 synchronized 配合 wait()、notify()、notifyAll() 這三個(gè)方法就能輕松實(shí)現(xiàn)。

先用 synchronized 實(shí)現(xiàn)互斥鎖。在下面這個(gè)圖里，左邊有一個(gè)等待隊(duì)列，同一時(shí)刻，只允許一個(gè)線程進(jìn)入 synchronized 保護(hù)的臨界區(qū)，當(dāng)有一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)后，其他線程就只能進(jìn)入圖中左邊的等待隊(duì)列里等待。 這個(gè)等待隊(duì)列和互斥鎖是一對(duì)一的關(guān)系，每個(gè)互斥鎖都有自己獨(dú)立的等待隊(duì)列。

wait() 操作工作原理圖

在并發(fā)程序中，當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)后，由于某些條件不滿足，需要進(jìn)入等待狀態(tài)，Java 對(duì)象的 wait() 方法就能夠滿足這種需求。如上圖所示，當(dāng)調(diào)用 wait() 方法后，當(dāng)前線程就會(huì)被阻塞，并且進(jìn)入到右邊的等待隊(duì)列中，這個(gè)等待隊(duì)列也是互斥鎖的等待隊(duì)列。 線程在進(jìn)入等待隊(duì)列的同時(shí)，會(huì)釋放持有的互斥鎖，線程釋放鎖后，其他線程就有機(jī)會(huì)獲得鎖，并進(jìn)入臨界區(qū)了。

那線程要求的條件滿足時(shí)，該怎么通知這個(gè)等待的線程呢？很簡(jiǎn)單，就是 Java 對(duì)象的 notify() 和 notifyAll() 方法。我在下面這個(gè)圖里為你大致描述了這個(gè)過(guò)程，當(dāng)條件滿足時(shí)調(diào)用 notify()，會(huì)通知等待隊(duì)列（互斥鎖的等待隊(duì)列）中的線程，告訴它條件曾經(jīng)滿足過(guò)

notify() 操作工作原理圖

為什么說(shuō)是曾經(jīng)滿足過(guò)呢？因?yàn)?notify() 只能保證在通知時(shí)間點(diǎn)，條件是滿足的。而被通知線程的執(zhí)行時(shí)間點(diǎn)和通知的時(shí)間點(diǎn)基本上不會(huì)重合，所以當(dāng)線程執(zhí)行的時(shí)候，很可能條件已經(jīng)不滿足了（可能會(huì)有其他線程插隊(duì)）。這一點(diǎn)你需要格外注意。除此之外，還有一個(gè)需要注意的點(diǎn)，被通知的線程要想重新執(zhí)行，仍然需要獲取到互斥鎖（因?yàn)樵?jīng)獲取的鎖在調(diào)用 wait() 時(shí)已經(jīng)釋放了）。

注意 wait()、notify()、notifyAll() 方法操作的等待隊(duì)列是互斥鎖的等待隊(duì)列，所以方法要使用在
鎖上，synchronized 鎖定的是 this，那么對(duì)應(yīng)的一定是 this.wait()、this.notify()、this.notifyAll()；。而且 wait()、notify()、notifyAll() 這三個(gè)方法能夠被調(diào)用的前提是已經(jīng)獲取了相應(yīng)的互斥鎖，所以我們會(huì)發(fā)現(xiàn) wait()、notify()、notifyAll() 都是在 synchronized{}內(nèi)部被調(diào)用的。如果在 synchronized{}外部調(diào)用，或者鎖定的 this，而用 target.wait() 調(diào)用的話，JVM 會(huì)拋出一個(gè)運(yùn)行時(shí)異常：java.lang.IllegalMonitorStateException

等待 - 通知機(jī)制的基本原理搞清楚后，我們來(lái)看看它如何解決一次性申請(qǐng)轉(zhuǎn)出賬戶和轉(zhuǎn)入賬戶的問(wèn)題。在這個(gè)等待 - 通知機(jī)制中，我們需要考慮以下四個(gè)要素。

互斥鎖：上一篇文章我們提到 Allocator 需要是單例的，所以我們可以用 this 作為互斥鎖。

線程要求的條件：轉(zhuǎn)出賬戶和轉(zhuǎn)入賬戶都沒(méi)有被分配過(guò)。

何時(shí)等待：線程要求的條件不滿足就等待。

何時(shí)通知：當(dāng)有線程釋放賬戶時(shí)就通知。

注意下面的判斷方式

  while(條件不滿足) {
    wait();
  }

利用這種范式可以解決上面提到的條件曾經(jīng)滿足過(guò)的情況。至于為什么這么寫(xiě)，后面講解 管程的時(shí)候會(huì)在詳細(xì)解釋。

來(lái)看完成后的代碼

class Allocator {
  private List